Question

3．有三種不同質(zhì)量比的氧化銅與炭粉的混合物樣品①、②、③．甲、乙、丙三同學(xué)各取一種樣品，加強(qiáng)熱充分反應(yīng)，測定各樣品中氧化銅的量．
（1）甲取樣品①強(qiáng)熱，若所得固體為金屬銅，將其置于足量的稀硝酸中微熱，產(chǎn)生1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則樣品①中氧化銅的質(zhì)量為6.0g．
（2）乙取樣品②ag強(qiáng)熱，生成的氣體不能使澄清的石灰水變渾濁．再將反應(yīng)后的固體與足量的稀硝酸微熱，充分反應(yīng)后，有bg固體剩余，該剩余固體的化學(xué)式為C．樣品②中氧化銅質(zhì)量為$\frac{20（a-b）}{23}$g
（以含a、b的代數(shù)式表示）．
（3）丙稱量樣品③強(qiáng)熱后剩余的固體，質(zhì)量比原樣品減小了cg，若該固體為金屬銅，則樣品③中氧化銅物質(zhì)的量（n）的取值范圍為$\frac{c}{28}$mol≤n（CuO）≤$\frac{c}{22}$mol．

Answer 1

分析 （1）Cu和稀硝酸反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成的氣體是NO，n（NO）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算n（Cu），再根據(jù)Cu原子守恒計算n（CuO）、m=nM計算氧化銅的質(zhì)量；
（2）乙取樣品②ag強(qiáng)熱，生成的氣體不能使澄清的石灰水變渾濁，說明生成的氣體是CO而不是CO₂，則C過量、CuO不足量，Cu和稀硝酸反應(yīng)、C和稀硝酸不反應(yīng)，所以bg固體是C，參加反應(yīng)的CuO和C的質(zhì)量=（a-b）g，二者反應(yīng)方程式為CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑，根據(jù)方程式計算CuO的質(zhì)量；
（3）丙稱量樣品③強(qiáng)熱后剩余的固體，質(zhì)量比原樣品減小了cg，減少的質(zhì)量為O、C的質(zhì)量，生成的氣體可能是CO或CO₂，采用極值法結(jié)合關(guān)系式計算CuO的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）Cu和稀硝酸反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成的氣體是NO，n（NO）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得n（Cu）=$\frac{0.05mol×（5-2）}{2-0}$=0.075mol，根據(jù)Cu原子守恒得n（CuO）=n（Cu）=0.075mol，m（CuO）=0.075mol×80g/mol=6.0g，
故答案為：6.0；
（2）乙取樣品②ag強(qiáng)熱，生成的氣體不能使澄清的石灰水變渾濁，說明生成的氣體是CO而不是CO₂，則C過量、CuO不足量，Cu和稀硝酸反應(yīng)、C和稀硝酸不反應(yīng)，所以bg固體是C，參加反應(yīng)的CuO和C的質(zhì)量=（a-b）g，二者反應(yīng)方程式為CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑，
設(shè)CuO的質(zhì)量為x，
CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑   （CuO+C）
80                                     92
x                                       （a-b）g
80：92=x：（a-b）g
x=$\frac{（a-b）g×80}{92}$=$\frac{20（a-b）}{23}$，
故答案為：C；$\frac{20（a-b）}{23}$；
（3）丙稱量樣品③強(qiáng)熱后剩余的固體，質(zhì)量比原樣品減小了cg，減少的質(zhì)量為O、C的質(zhì)量，生成的氣體可能是CO或CO₂，
CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑
2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，
假設(shè)生成的氣體是CO，根據(jù)方程式得n（CuO）=n（CO）=$\frac{cg}{28g/mol}$=$\frac{c}{28}$mol，
假設(shè)生成的氣體是CO₂，根據(jù)方程式得n（CuO）=2n（CO₂）=2×$\frac{cg}{44g/mol}$=$\frac{c}{22}$mol，
實(shí)際上生成的氣體介于二者之間，所以$\frac{c}{28}$mol≤n（CuO）≤$\frac{c}{22}$mol，
故答案為：$\frac{c}{28}$mol≤n（CuO）≤$\frac{c}{22}$mol．

點(diǎn)評 本題考查混合物的計算，側(cè)重考查分析計算能力，明確反應(yīng)前后改變的物理量成分是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是（3）題采用極值法分析解答，題目難度中等．